流水線生產，精益生產，TPS和TOC的緩沖管理
內容提要：流水線生產、精益生產（包括TPS）和TOC制約理論的本質都是系統思考的負反饋模型，它們包括負反饋的輸入目標、比較器、控制、反饋等基本要素。三大生產理論通過對目標緩沖的控制來實現目標和系統的穩定性，而這里的緩沖管理使用了緩沖補充和緩沖排序兩大方法。緩沖補充就是補充目標緩沖和實際緩沖的偏差，從而使目標緩沖和實際緩沖相同。緩沖排序就是通過計算緩沖狀態的大小，然后根據大小進行排序，緩沖大的先生產，緩沖小的后生產。緩沖補充和緩沖排序都是為了保證目標的順利完成。
1）緩沖補充：在緩沖補充的方法中，其計算方法為，緩沖偏差=目標緩沖-剩余緩沖，而控制方法為補充緩沖偏差，剩余緩沖的反饋有直接觀察法和看板兩種方式，流水線生產和TOC使用直接觀察法，而TPS和精益生產使用看板的方式，精益生產有時也用直接觀察法。緩沖補充法用于流水線的空間緩沖，精益生產及TPS的庫存緩沖和TOC的時間緩沖中。
比如在流水線的生產中，兩道工序之間使用空間作為緩沖，目標緩沖就是此空間。此時兩道工序之間的空間沒有被填滿，那么上道工序就需要繼續生產，將緩沖空間補充到填滿狀態。上道工序通過觀察與下道工序之間的空間緩沖狀態作為反饋來決定何時停止生產。
比如在TPS或者精益生產的一道工序中，它的目標緩沖庫存是6個A零件，現在剩余庫存緩沖也是6個零件，那么此道工序會停止生產A零件，以防止過量生產。當下游工序取走2個A零件后，剩余的A零件是4個，那么緩沖偏差=6-4=2個，這道工序就要對緩沖進行補充，補充的數量就是偏差的數量2個。因為取走零件時，剩余緩沖庫存已經等于目標緩沖庫存，所以取走的數量就是偏差，而這個偏差是通過看板告訴上道工序的，然后上道工序按照這個偏差進行生產。而如果下道工序在取貨過程中損壞了1個，而下道工序仍然取走兩個完好的A零件，看板的反饋是2個，但是目標偏差=6-2-1=3個，這道工序要按照偏差的3個進行生產，以保證剩余庫存緩沖等于目標庫存緩沖。
在TOC制約理論中，如果瓶頸前的目標時間緩沖是2小時，而現在只剩下1小時，那么偏差=目標時間緩沖-剩余時間緩沖=2-1=1小時，那么可以通過多投1個小時的料來增加瓶頸的時間緩沖。在以庫存為生產方式的MTS中，緩沖補充也經常被使用（如圖6-148所示）。
2）緩沖排序：在緩沖排序的方法中，其計算方法為，緩沖狀態=（目標緩沖-剩余緩沖）/目標緩沖，而控制方法為按照緩沖狀態大小排優先級，緩沖狀態大的先生產。緩沖補充法用于TOC的時間緩沖中。
在TOC理論的SDBR生產方法中，SDBR是以訂單的交貨期作為主要目標，而目標緩沖就是目標時間緩沖。比如很有A、B和C這3個訂單在生產，訂單的交期分別是12天、10天和8天，而三個訂單距離交貨期的時間分別是3天、6天和7天，那么這三個訂單的緩沖狀態分別是：A的緩沖狀態=（12-3）/12×100%=75%，B的緩沖狀態=（10-6）/10×100%=40%，C的緩沖狀態=（8-7）/8×100%=12.5%。緩沖排序按照緩沖狀態的大小進行排序，緩沖狀態大的排在前邊，先生產，所以生產順序是A-B-C。緩沖排序可以使限制資源和非限制資源優先生產緩沖狀態數值大的訂單，從而使其較早的完成以保證交貨期，這類似于公路上行駛的汽車要給著急的消防車和救護車讓道，以便它們更快的達到目的地。
在三大生產理論中，輸入都是目標緩沖，比如目標空間緩沖，目標庫存緩沖和目標時間緩沖；反饋是反饋剩余的緩沖，這里用了直接觀察法和看板這兩種方法；而比較器則是用于作差，即目標緩沖-反饋的剩余緩沖；控制則是根據緩沖偏差進行緩沖補充或者按照緩沖排序進行生產。負反饋模型是一個穩定的模型，通過負反饋控制而達到目標。
三大生產理論之間的緩沖轉換
流水線生產方式以空間S作為緩沖，當空間被填滿后停止生產；豐田生產方式和精益生產以庫存n作為緩沖，當生產數量達到庫存數量停止生產；TOC制約理論以時間t作為緩沖，當瓶頸前的緩沖時間達到預設緩沖時間便停止生產。空間緩沖S、庫存緩沖n和時間緩沖t可以相互轉化。如果某工序的生產速度為V，單個產品的占地體積為s，那么S=n×s，t=S/s/t，n=t×V。通過這幾個公式，就可以在三種緩沖之間互相轉換（如圖6-149所示）。
某工序生產F產品的速度V為5個/小時，每個產品的占地體積s為0.05立方米。精益生產LP和豐田生產方式以數量n作為緩沖，如果緩沖數量n是10個，那么對應的流水線的空間緩沖S=n×s=10×0.05=0.5立方米；對應的TOC制約理論的時間緩沖t=n/V=10/5=2小時。在TOC制約理論中，有些時間緩沖是不能轉化為空間緩沖或者庫存緩沖的，比如SDBR生產中的生產緩沖，而一般DBR生產中瓶頸前的時間緩沖是可以轉化成庫存或空間緩沖的。
高德拉特在《目標》一書中例舉了他領帶童子軍在野外行軍的例子，為了讓隊伍同時達到目標地點，選擇讓最慢的隊員站在隊首，快的隊員通過調整速度而一直能跟上前邊慢的隊員，最終一起到達終點，這也說明可以用速度作為緩沖（如圖6-150所示）。
如果以速度作為緩沖，那么系統的產出速度要大于客戶要求的速度，當客戶的需求速度增加時，通過提高系統的產出來滿足客戶的需求；當客戶的需求速度減少時，通過降低系統的產出速度來適應客戶的需求。系統的產出速度隨著客戶的需求速度進行動態的調整，而不是像豐田生產方式那樣需要一個固定的節拍，而當客戶的需求信息反饋及時，系統的調整速度可以完全跟隨客戶的需求速度時，那么智能生產就誕生了，這個智能生產可以完全根據算法來解決各種產品的生產，分配等各種問題?？臻g緩沖，庫存緩沖和時間緩沖是為了應對擾動，防止墨菲效應干擾整個產線的生產。那么對于以速度為緩沖的產線，可以采取雙套冗余的配置來應對擾動。正常生產時，兩套系統同時承擔負荷（也可以一套備用），當其中一套系統的發生問題時，另一套系統承擔整個工作。當另一套恢復時，兩套可以均提高產出速度以保證交期?；蛘呖梢灾皇褂靡惶紫到y，通過部分庫存緩沖來應對擾動。
經濟學家凱恩斯的流動性偏好動機是為了可以及時的使用金錢，使消費速度穩定及抓住投機機會，流動性偏好就是一種庫存緩沖。人們為了生活方便，會去超市購買一些生活用品放在家中，以備不時之需，這些物品也是庫存緩沖。人們坐火車或飛機等，會提前到達火車站或者機場，提前的時間就是時間緩沖，如果在去往火車站或機場的過程中容易發生堵車等擾動時，則發生擾動的可能性越大，需要的時間緩沖越長。
摘自《可以量化的管理學》
